【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及熱變形加工，具體涉及鈦合金鍛造熱加工變形工藝。
技術(shù)介紹
1、tc25屬高溫鈦合金，名義成分為6al-2mo-2zr-2sn-1w-0.2si，是高合金化的鈦合金材料，該合金可在適當(dāng)?shù)臒嶙冃螚l件、熱處理狀態(tài)下獲得較為理想的綜合性能；它兼有bt9(tc11)的高熱強(qiáng)性和bt8(tc8)的熱穩(wěn)定性。在某工程中，用戶根據(jù)使用環(huán)境的要求，提出了tc25鈦合金的鍛件需要得到網(wǎng)籃狀組織+少量的初生α顆粒(如圖1)，該類組織具有較高的斷裂韌性、沖擊值和熱穩(wěn)定性，塑性也比較好。
2、分析該類組織，其鍛造時的開鍛溫度比較高，應(yīng)該在β相變點以上，但是終鍛時的溫度控制應(yīng)該在β相變點以下，才能出現(xiàn)少量的初生等軸α組織。傳統(tǒng)的tc25鈦合金β鍛熱加工工藝存在晶粒粗大、α富集相等問題。tc25鈦合金β鍛工藝時，經(jīng)過數(shù)次β區(qū)加熱鍛造的工藝實驗，發(fā)現(xiàn)得到的組織類型沒有滿足技術(shù)要求(如圖2、3，針狀組織比較平直且粗，還有大塊α出現(xiàn))，這種組織容易造成性能尤其是室溫塑性(δ≥7％，ψ≥15％)和500℃高溫強(qiáng)度(σb≥735mpa)均無法滿足技術(shù)要求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了解決傳統(tǒng)的tc25鈦合金β鍛熱加工工藝帶來的晶粒粗大、α富集相，提高針狀組織造成的斷面收縮率大幅下降的問題，本專利技術(shù)設(shè)計了一種熱模β鍛熱加工工藝。
2、本專利技術(shù)的技術(shù)方案是，一種tc25鈦合金鍛件的β鍛工藝，包括棒材制坯→預(yù)鍛→終鍛，包括如下步驟：
3、(1)、制坯工序：在tc25鈦合金鍛件生
4、(2)、預(yù)鍛工序：
5、①加熱溫度為t相+(0℃～30℃)；加熱時間為先在t相－(20℃～50℃)保溫2～4小時，確保坯料均熱透，然后升溫到t相+(0℃～30℃)短時保溫0.5～4h；
6、②經(jīng)過上述加熱工藝后，然后進(jìn)行熱模鍛壓，確保坯料終鍛溫度也是在α+β相高溫區(qū)；預(yù)鍛工序的變形量控制在70％～90％；
7、(3)終鍛工序：最后進(jìn)行熱模終鍛變形，鍛出需要尺寸的鍛件；加熱溫度在近β相區(qū)；變形量控制在10％～30％；在接近β相區(qū)的模具里進(jìn)行鍛造，控制終鍛溫度在近β區(qū)域。
8、在接近β相區(qū)的模具里進(jìn)行鍛造，控制終鍛溫度在近β區(qū)域，避免溫度下降厲害，形成大量的初生α顆粒。
9、制坯工序中，總變形量需要控制在60％以上才能確保后面β相區(qū)加熱時形核結(jié)晶能量充分，形成細(xì)小β晶粒。α+β兩相區(qū)的定義就是相變點以下的溫度，如tc25的相變點一般在1020℃～1030℃，低于這個溫度就是α+β兩相區(qū)。有的鋼種相比點在880℃，那么低于880℃的溫度是該鋼種的α+β兩相區(qū)。tc25的相變點一般在1020℃～1030℃，這里的α+β兩相區(qū)就是指1020℃以下.
10、預(yù)鍛工序中，采用合適的β相區(qū)加熱工藝是該工序的關(guān)鍵技術(shù)之一；加熱時間為先在t相－20℃～50℃保溫，確保坯料均熱透。在β相區(qū)加熱時，加熱時間不宜太長，溫度不宜太高。時間越長、溫度越高，晶粒越粗大；時間太短，又不能確保材料內(nèi)部的溫度到達(dá)β相區(qū)；溫度太接近β相變點，有些部位實際溫度在α+β相區(qū)，達(dá)不到β鍛的效果。這是由于材料各處微區(qū)成分不同，相變點也有所波動(正常波動范圍在±5℃)。t相是指β轉(zhuǎn)變的溫度。β轉(zhuǎn)變溫度的測定采用《gbt23605-2009鈦合金β轉(zhuǎn)變溫度測定方法》。
11、“t相+(0℃～30℃)”是指比t相高0-30℃。“t相－(20℃～50℃)”是指比t相低20℃～50℃。
12、預(yù)鍛變形量控制是單道工序的變形量，和后面終鍛的變形量累加是總變形量。
13、根據(jù)本專利技術(shù)的一種tc25鈦合金鍛件的β鍛工藝，優(yōu)選的是，步驟(1)所述α+β兩相區(qū)是指tc25相變點以下的溫度。
14、根據(jù)本專利技術(shù)的一種tc25鈦合金鍛件的β鍛工藝，優(yōu)選的是，步驟(1)所述大變形時棒坯的加熱溫度在相變點以下45℃～65℃。
15、根據(jù)本專利技術(shù)的一種tc25鈦合金鍛件的β鍛工藝，優(yōu)選的是，所述預(yù)鍛工序，鍛后采用強(qiáng)風(fēng)冷卻或水冷的快速方法。為了避免過程中α富集相的析出，鍛后采用強(qiáng)風(fēng)冷卻或水冷的快速方法。強(qiáng)風(fēng)冷卻一般時間在1小時以上，至坯料完全冷卻。強(qiáng)風(fēng)冷卻采用工業(yè)吹風(fēng)機(jī)進(jìn)行快速冷卻。
16、根據(jù)本專利技術(shù)的一種tc25鈦合金鍛件的β鍛工藝，優(yōu)選的是，步驟(2)所述熱模鍛壓，指在有較高溫度(接近β相區(qū))的平模上變形，使得坯料溫度下降不厲害，確保坯料終鍛溫度也是在α+β相高溫區(qū)。
17、根據(jù)本專利技術(shù)的一種tc25鈦合金鍛件的β鍛工藝，優(yōu)選的是，步驟(2)中，加熱溫度為t相+0℃～30℃；加熱時間為先在t相－20℃～50℃保溫2～3小時，確保坯料均熱透，然后升溫到t相+(0℃～30℃)短時保溫0.5～2h。
18、根據(jù)本專利技術(shù)的一種tc25鈦合金鍛件的β鍛工藝，優(yōu)選的是，步驟(3)所述終鍛中，鍛后組織是網(wǎng)籃狀基體加5～15％的初生α顆粒。
19、根據(jù)本專利技術(shù)的一種tc25鈦合金鍛件的β鍛工藝，優(yōu)選的是，步驟(3)終鍛鍛后強(qiáng)風(fēng)冷卻。
20、優(yōu)選的是，步驟(3)所述β相區(qū)即相變點以下0～20℃。
21、有益效果：
22、本專利技術(shù)主要是通過采取β相區(qū)加熱前的大變形、積蓄大量形核結(jié)晶畸變能；合理控制β鍛相區(qū)的加熱工藝(階梯形加熱保溫工藝)、加快β鍛后的冷卻速度來細(xì)化β晶粒、控制大塊α富集相的析出；在具有較高溫度的模具內(nèi)控制終鍛溫度和終鍛α+β相區(qū)的少許變形量，形成細(xì)針狀組織加5～15％的初生α顆粒來提高斷面收縮率。
23、根據(jù)新型發(fā)動機(jī)關(guān)鍵部件設(shè)計的性能參數(shù)需求，本專利技術(shù)提出了一種tc25鈦合金鍛件β鍛的熱加工工藝，解決了常規(guī)β鍛熱加工工藝的組織粗大、塑性低的技術(shù)問題，采用本專利技術(shù)設(shè)計的tc25鈦合金鍛件β鍛熱加工工藝，可以確保發(fā)動機(jī)用tc25關(guān)鍵鍛件的組織和性能均滿足相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)。
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1.一種TC25鈦合金鍛件的β鍛工藝，包括棒材制坯→預(yù)鍛→終鍛，其特征在于：包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種TC25鈦合金鍛件的β鍛工藝，其特征在于：步驟(1)所述α+β兩相區(qū)是指TC25相變點以下的溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的一種TC25鈦合金鍛件的β鍛工藝，其特征在于：步驟(1)所述大變形時棒坯的加熱溫度在相變點以下45℃～65℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的一種TC25鈦合金鍛件的β鍛工藝，其特征在于：步驟(2)所述預(yù)鍛工序，鍛后采用強(qiáng)風(fēng)冷卻或水冷的快速方法。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的一種TC25鈦合金鍛件的β鍛工藝，其特征在于：步驟(2)所述熱模鍛壓，指在有較高溫度(接近β相區(qū))的平模上變形，使得坯料溫度下降不厲害，確保坯料終鍛溫度也是在α+β相高溫區(qū)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的一種TC25鈦合金鍛件的β鍛工藝，其特征在于：步驟(2)中，加熱溫度為T相+0℃～30℃；加熱時間為先在T相－20℃～50℃保溫2～3小時，確保坯料均熱透，然后升溫到T相+(0℃～30℃)短時保溫0.5～2h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的
8.根據(jù)權(quán)利要求1的一種TC25鈦合金鍛件的β鍛工藝，其特征在于：步驟(3)終鍛鍛后強(qiáng)風(fēng)冷卻。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的一種TC25鈦合金鍛件的β鍛工藝，其特征在于：步驟(3)所述β相區(qū)即相變點以下0～20℃。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種tc25鈦合金鍛件的β鍛工藝，包括棒材制坯→預(yù)鍛→終鍛，其特征在于：包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種tc25鈦合金鍛件的β鍛工藝，其特征在于：步驟(1)所述α+β兩相區(qū)是指tc25相變點以下的溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的一種tc25鈦合金鍛件的β鍛工藝，其特征在于：步驟(1)所述大變形時棒坯的加熱溫度在相變點以下45℃～65℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的一種tc25鈦合金鍛件的β鍛工藝，其特征在于：步驟(2)所述預(yù)鍛工序，鍛后采用強(qiáng)風(fēng)冷卻或水冷的快速方法。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的一種tc25鈦合金鍛件的β鍛工藝，其特征在于：步驟(2)所述熱模鍛壓，指在有較高溫度(接近β相區(qū))的平模上變形，使得坯料溫度下降...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：閔新華，于衛(wèi)敏，張安琴，計波，徐斌，孟慶通，王文兵，吳英彥，孫繼鋒，
申請(專利權(quán))人：寶武特冶鈦金科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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